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Das Ulmer Gespräch 2022 vom 4./5. Mai 2022 in Neu-Ulm mit dem Schwerpunkt „Nachhaltigkeit und Klimaneutralität – Herausforderungen und Chancen für elektrochemische Prozesse und Galvanotechnik“ im Rückblick Die Oberflächentechnik ist eine Querschnittstechnologie für den gesamten industriellen Bereich. Dieser Satz gehörte mit zu den ersten, die Veranstaltungsleiter Prof. Wolfgang Paatsch auf dem ersten „Ulmer Gespräch“ nach zwei Jahren Corona-Pandemie äußerte. Und wie es zu einer Querschnittstechnologie passt, bot die mit etwas über 60 Besuchern noch recht spärlich besuchte Veranstaltung am 4. und 5. Mai im Vergleich zu früher wohl auch ein deutlich breiteres Themenspektrum. Es ging um Klima- und Nachhaltigkeitsüberlegungen, um Batterietechnologien und Erneuerbare Energien, Dekarbonisierung und die digitale Vernetzung in der Oberflächentechnik, um nur einige Themenbereiche zu nennen. Zugleich passte die Themenauswahl zum Veranstaltungsschwerpunkt Nachhaltigkeit und Klimaneutralität.

Die Hydra der Inflation ist zurück und stellt die Oberflächentechnik vor große Herausforderungen. Steigende Energiepreise beschäftigen die energieintensive Branche schon seit geraumer Zeit. Materialknappheit begleitete die Unternehmen auch durch die Corona-Krise. Doch seit dem Ukrainekrieg steigen die Rohstoffpreise rasant. Mittels ERP-Systemen können Galvaniken Preise anpassen und plausibel gegenüber Kunden begründen. Ein Auffangen der Preisentwicklungen ist auf der Einkaufsseite nicht (mehr) möglich, so dass die Preiserhöhungen an die Kunden weitergegeben werden müssen. Dies stellt die Unternehmen vor große Herausforderungen und die Frage: wie können die Gründe für eine notwendige Preiserhöhung kommuniziert werden und welche Vorgehensweisen sind denkbar?

Innerhalb des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Gemeinschaftsprojektes „nextBatt“ sollen ressourceneffiziente Produktionsprozesse für Batterieanoden der nächsten Generation entwickelt werden. Am Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP in Dresden wurden dazu neue Materialkombinationen und eine effiziente neue Beschichtungstechnologie erarbeitet, die jetzt in den USA vorgestellt wurde. Der Bedarf an Lithium-Ionen-
Batterien (LIB) steigt rasant. Das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI erwartete 2020, dass die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Zellen allein für die Elektromobilität bis 2030 um den Faktor 20 bis 40 steigen wird. Damit nicht auch der Einsatz von Ressourcen mit dem erhöhten Bedarf an Batterien unermesslich steigt, arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit fieberhaft an Verbesserungen.

Chrom steht für die Vielfarbigkeit seiner Salze und den vielfältigen Einsatz in der Oberflächenbranche. Ob wir morgens mit der Brause duschen, auf dem Smartphone die Mails checken oder ins Auto steigen, überall kommt bislang sechswertiges Chrom zur Erzeugung bestimmter Oberflächeneigenschaften zum Einsatz. Rechtliche Grundlage zu
Chromtrioxid (EU und CH): Das sechswertige Chrom wird als besonders besorgniserregender Stoff (SVHC) bewertet. Es darf gemäß REACh-Verordnung (engl. Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) nur noch mit zeitlich begrenzter Zulassung der ECHA (Europäische Chemikalien Agentur) verwendet werden. Zur Vermeidung von allfälligen Handelshemmnissen hat die Schweiz ihre Chemikalienverordnung angepasst und unter anderem das Chromtrioxid in die Verbotsliste der eidgenössischen Chemikalienrisikoreduktionsverordnung ChemRRV., Anhang 1.17, aufgenommen.

Gemeinsam mit Forschern aus Ulm und Neuchâtel wird die Eidgenössische Material- und Prüfanstalt Empa bald Materialproben auf der Internationalen Raumstation ISS untersuchen. Es geht um superharte und korrosionsfeste Legierungen aus Palladium, Nickel, Kupfer und Phosphor – auch „metallische Gläser“ genannt. s hat die Farbe von Weißgold, doch es ist hart wie Quarzglas und weist gleichzeitig eine hohe Elastizität auf. Die glatte und korngrenzenfreie Oberfläche macht das Material widerstandsfähig gegen Salze oder Säuren. Einzelstücke – etwa für medizinische Implantate – lassen sich im 3D-Druck herstellen, während größere Serien – etwa für Uhrgehäuse – im Spritzgießverfahren gefertigt werden. So ungefähr wird das Material der Träume beschrieben, an dem Wissenschaftler derzeit forschen. Die Rede ist von „metallischem Glas“.

Nach den Schwächen der Reinigung und der Trennung von Oberfläche und Partikeln in der letzten Ausgabe wird der Stand der Technik bei der Bauteilsauberkeit dargestellt. Zudem steht die Anlagentechnik zur Reinigung in wässrigen Lösungen mit der Vorstellung verschiedener Verfahren im Fokus.
Bisher bekannte Wege zur angestrebten Oberflächensauberkeit – heutiger Stand der Technik: Das Maß für die Oberflächenverschmutzung ist der Restschmutz, ist die Kontaminierung einer Oberfläche mit Partikeln eines Materials mindestens eines anderen Objektes des Raumes. Die Bindung ist keine mechanische Verbindung von Partikeln miteinander. Alle Modelle sehen als Bindungsursachen Arten der elektrischen Ladungen, die Partikel in ihrer Lebensgeschichte erwerben sowie ihre Molekularstruktur wie zum Beispiel Dipole. Diese Ladungen sind unterschiedlicher Herkunft und wirken in verschiedenen Abständen zur äußeren Grenzschicht des Grundmaterials.

Das radioaktive Element Thorium mit fast reinem Isotop Th-232 kann auf zahlreiche Anwendungen zurückblicken. Darunter befinden sich auch die Sputter-Technik für die Oberflächen-Veredelung sowie das galvanische Abscheiden des Reinmetalls. Aufgrund der emittierenden Alpha-Strahlung hat sich die eingehendere Risiko-Betrachtung in den meisten Fällen gegen den weiteren Einsatz dieses Elements und seiner chemischen Verbindungen entschieden. Dabei geht Thorium mit den bereits mehrere Jahre in der Entwicklung befindlichen Salzschmelz-Reaktoren für die gebändigte atomare Energie-Gewinnung einer hoffnungsvollen Zukunft entgegen. Und vielleicht ermöglichen moderne sicherheitstechnische Vorkehrungen auch noch weitere Anwendungen dieses reichlich vorhandenen Elements.

Der Trend zum Leichtbau in Verbindung mit den hohen Sicherheitsstandards im Automobilbau hat zu einer Mischbauweise verschiedener metallischer Materialien geführt, die mit unterschiedlichen Fügeverfahren kombiniert werden. Damit sind auch die Anforderungen an die Oberflächentechnik gestiegen. Mischbauweise im Automobilbau als
Herausforderung für die Oberflächentechnik: Der Trend zum Leichtbau in Verbindung mit den hohen Sicherheitsstandards im Automobilbau hat zu einer Mischbauweise verschiedener metallischer Materialien geführt, die mit unterschiedlichen Fügeverfahren kombiniert werden. Damit sind auch die Anforderungen an die Oberflächentechnik gestiegen. Im automobilen Karosseriebau hat sich seit etwa zwei Jahrzehnten die Mischbauweise mit einem Materialmix aus konventionellen und hochfesten Stählen, aus Alu-
minium-Legierungen, gegebenenfalls auch unter Zuhilfenahme von CFK-Strukturen durchgesetzt.

Wie Copernikus machens alle guten Forscher – Aerzte, und Beobachter und Denker – Sie drehn die Data und die Methode um, um zu sehen, obs da nicht besser geht. Der Satz kommt mit eigenwilligen Wortbildungen daher, aber als der junge romantische Dichter Friedrich von Hardenberg (1772–1801) um 1798 einige „Fragmente“ wie den zitierten Satz verfasste, hatte die deutsche Sprache ihren klassischen Zustand noch nicht erreicht. Goethe und andere arbeiteten noch daran, und Friedrich von Hardenberg gab sich den Künstlernamen Novalis, um dabei mitmachen zu können. Er wollte Neuland schaffen, wie das Pseudonym andeutet, wobei Novalis nicht nur an die Sprache, sondern auch an das alltägliche Leben dachte. Warum sollte ein Bürger – oder Bürgerin – nicht sowohl künstlerisch tätig als auch praktisch orientiert sein, also etwas zugleich bewegen und bewahren können?

Ingomar Kelbassa glaubt an eine bedeutende industrielle Rolle des 3D-Drucks
Ausbau des industriellen 3D-Drucks in großem Stil

Wissenschaftsmanager Michael Bruno Klein setzt sich künftig für Forschungsprojekte im Mittelstand ein
Mittelständische Forschungsförderung mit neuer Leitung

Im Geschäftsfeld Metall gibt bei Henkel Adhesive Technologies künftig die Dänin Pernille Lind Olsen den Ton an
Nachhaltigkeit im Blick bei Henkel Adhesive Technologies

• Best Managed Companies Award geht an Wuppermann
• Hohe Zufriedenheit auf der PaintExpo 2022
• Nominierung für den Europäischen Erfinderpreis
• Weltweit erste Kooperation zur KI-Prozesskontrolle der Pulverbeschichtung
• Erneuerbare Energiegewinnung im Blick
• ITSC in Wien mit positivem Resümee
• Präzise Schichtdickenmessung – Vom tragbaren Handgerät bis hin zur Automation
• Neustart der METAV in Düsseldorf
• Anodisieren von Aluminium in Lüdenscheid
• Übernahme von deutschem Industriepumpenhersteller
• Perstorp Gruppe geht an Petronas Chemicals
• Kathodische Tauchlackierung auf Basis erneuerbarer Rohstoffe
• Wirtschaftliche Beschichtung von Metallmatrix-Verbundwerkstoffen

Wenn die Surface Technology am 21. Juni ihre Tore öffnet, werden die Unternehmen und Zulieferer der Oberflächentechnik nach langer pandemiebedingter Durststrecke wieder unbeschwert zusammentreffen. 2 oder 3 G dürften vorerst vergessen sein – der persönliche Austausch und die direkte Kontaktaufnahme wieder im Vordergrund stehen. Gleichzeitig ist eine Technologiemesse immer auch ein Schauplatz der Innovationen und ein Gradmesser für Trends. Einer davon ist die Digitalisierung: Prozess­überwachung, Machine Learning und Fehlerrückverfolgung und -vorhersage spielen auch in der Oberflächentechnik eine immer bedeutendere Rolle, wie die „Galvanotechnik“ bei einem Besuch eines Branchenunternehmens erfuhr. Damit nimmt die Berechenbarkeit galvanotechnischer Prozesse zu, die mit Hilfe modernster IT die Qualität verlässlicher sicherstellen und zugleich energie- und ressourceneffizienter werden.